有关无线智能脉搏测量仪的研究与设计

论

理系

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9.3%（890） 无线智能脉搏测量仪的研究与设计_第1部分（总9603字） 3.5%（187） 无线智能脉搏测量仪的研究与设计_第2部分（总5395字）

（注释： 无问题部分 文字复制比部分 引用部分）

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无线智能脉搏仪的研究与设计 院 、 部： 电气与信息工程学院 学生姓名： 刘志远

指导教师： 肖冬瑞职称(学位) 硕士 杜鸣迪职称(学位) 博士 专业： 通信工程 班级： 通信1002

完成时间： 2014年5月 摘要

人体脉搏信息富含人体各个重要器官的动态信息，通过对脉搏信息的分析能够对人体健康进行评估，这就需要一种有效的测量仪器对脉搏进行采集分析，随着人们对健康要求的提高，人们对健康的重要性有了更加明确的认识。随着时代的变更，人工把脉已经不能精确掌握人体健康信息，脉搏测量仪作为一种代替人工把脉的工具，已经被广泛应用于医疗行业。

但是，当今时代的人由于时间的紧迫，抽不出时间去医院定期检查自身的健康因素，造成很多突发性的疾病发生，因此这就需要一种能够融入人们的生活当中的脉搏测量仪器。为了将脉搏测量仪生活化，让人们能通过手机，PC机或者其他一些生活

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中常用的电子仪器随时随地掌握自身生理参数的变化，了解自身健康状况，本次设计致力于设计一种以AT89S52单片机为控制核心，与手机，PC机等常用电子产品相结合的智能脉搏测量仪。系统以AT89S52单片机为核心，以SC0073压电传感器采集人体脉搏信息，并利用单片机系统内部定时器来计算时间，系统运行中能显示脉搏次数，系统停止运行时，能够显示总的脉搏次数，同时通过HC-06蓝牙模块与手机以及PC端进行无线通信，便于人们随时监控自身健康状况的变化，防止一些突发疾病的发生。虽然设计没有达到预期的效果，但是通过本次设计让我看到了医疗测量设备生活化，网络化的重要性，这可能也是未来的一个发展趋势。

关键词：脉搏测量仪；AT89S52单片机；SC0073压力传感器；HC-06蓝牙模块；手机；PC机 ABSTRACT

Human pulse information rich contains vital organs of the human individual, we can evaluated the health by analyzing the pulse of information, the efficient instrument to acquisite and analysis the pulse of information is necessary. With the improvement of people's health requirements, have a more clear

understanding of the importance of health. Along with the time change, artificial pulse has been unable to accurately grasp the human health information, pulse measuring instrument as a substitute of artificial pulse tool, has been widely used in the medical industry.

However,for the urgent time ,have no spare time to check their health regularly factor,some disease is unexpected,so,which daily pulse measuring instrument is necessary ,In order to make a kind of pulse measuring instrument to master our healthy physiological parameters anytime by the mobile phone , PC,and other electronic products,the design is committed to use the AT89S52 microcontroller as the control core and

combination with the mobile phone,and PC. The AT89S52 microcontroller as the core, the SC0073 pressure sensor is a sensor, and calculates the internal timer SCM system, system can display the pulse frequency, the system stops running, can display the total pulse number. At the sametime, communicating with the PC wireless or mobile phone by the Blutoothmodule . Easier for people to monitor their health and prevent the unexpected illness.Although the design not achieve the desired effect, the design reminds me of the importance of make the measurement devices living and nettworking, also be a trend in the future.

Keywords：Pulse measuring; AT89S52 microcontroller; photoelectric sensor；Bluetoothmodule of HC-06; mobile phone; PC 目录

1 绪论 (1)

1.1 脉搏测量仪研究背景国内外研究现状 ...........................1 1.1.1 研究背景 (1)

1.1.2 国内外研究现状 ...........................1 1.2 课题研究的意义 ...........................2 2 系统硬件电路的设计 ...........................3 2.1 系统框架图 ...........................3 2.2 单片机部分 ...........................3 2.3 数码管显示部分 ...........................4 2.4 复位电路 ...........................5 2.5 晶振电路 (6)

2.6 脉搏信号采集部分 (6)

2.6.1 SC0073B动态微压传感器介绍及检测原理 ...........................7 2.6.2 前置放大电路 ...........................7 2.5.3 二阶有源滤波电路 ...........................8 2.6.4 波形整形电路 ...........................9 2.7 无线模块 (10)

2.7.1 HC-06蓝牙模块 ...........................10 3 系统软件设计 (12)

3.1 系统各个程序模块流程图 ...........................12 3.2 脉搏测试流程 ...........................13 4 系统仿真与调试 (14)

5 脉搏仪的使用方法及测量时存在的干扰 ...........................17 5.1 脉搏测量仪使用方法 ...........................17 5.2 测量时所存在的干扰 ...........................17 结束语 (18)

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参考文献 ...........................20 致谢 ...........................23 附录A ...........................24 附录B (29)

1 绪论

1.1 脉搏测量仪研究背景国内外研究现状 1.1.1 研究背景

随着时代的进步，电子行业正在飞速发展，它在各个领域都有着无可替代的地位，尤其对于医疗行业而言，电子技术是的医疗诊断更为便捷，比如在脉搏测量上电子技术的发展大大提高了测量的精确度，大大改善了传统人工把脉的不准确性和耗时性，脉搏测量仪的普遍化是的人们对健康更为关注。 1.1.2 国内外研究现状

如今脉搏仪的发展主要有以下几个趋势： 测量的自动化趋势

目前很多脉搏测量仪对血氧检测，心率跳动和其它生理参数的检测功能都很强大，但是仪器所测量到的机体信息仍然无法进行全面详尽分析和诊断，依旧需要一些有经验有技术的医生进行人工观察和诊断，通过人为分析和判断后方能得到最终的确认结果。这样做不仅浪费大量的人力，浪费大量时间，而且诊断由人为主观意识而引入的误差比较大。因此，脉搏测量仪的全面自动化势在必行，一旦这类技术有了一定成果，到那时，脉搏自动检测将全面取代人工诊断，诊断内容将更加全面详细，对疾病的诊断也将更加精确，功能也更强大。 测量仪器数字化的发展趋势

随着科技的高速发展，数字科学技术的应用也变的越来越广泛，数字化技术已经不再局限于数码行业，医疗行业与数字化技术的结合将会越来越密切，数字化技术的引进使得脉搏测量仪器集成度变得越来越高，更加向人性化靠拢。脉搏仪的测量分析和诊断结果也必将越来越精确。 多功能化

如今医疗诊断中单纯的脉搏测量仪已经无法满足行业需求，各类脉搏测量仪器大都具有测试血氧，心电图等多种实用功能，单纯的脉搏测量仪已经不常见。随着科技的发展，脉搏测量仪必将引入更加先进的技术用以实现更多功能。人体心脏跳动频率通常用每分钟心脏跳动的次数来表示。数显式脉搏测量仪所测心脏跳动的频率不但精确，而且使用非常简单方便，近年来，国内外致力于开发无创非接触式的脉搏传感器，此类脉搏传感器的特点是探测部分不侵入人体因此不造成人体创伤。最要的是这类传感器能够自动消除仪表自身系统的误差，精度高。被测部位通常在体外，尤其是在体表间测量人体的生理参数，这样的设计人体的健康又更加进一步的保证，相信你会被人们所接收。随着科技发展，生命科学与信息科学的结合必将越来越紧密，与此同时，各类新颖的脉搏测量仪器的出现，使得脉搏测量变得非常方便。随着现代电子测量仪器正在向数字化、自动化的方向发展。制成的脉搏测量仪器性能将更优越，结构更简单。 1.2 课题研究的意义

随着经济的迅猛发展和生活水平的提高，很多疾病的发病率与死亡率正在逐年上升，脉搏是生物医学范畴中一个非常重要的测量指标，脉搏能反映一个人的身体健康状况，因此需要一种方便，快捷的评估心血管健康状况的的方法来评估健康状况可以实时观测把握健康状况。脉搏诊断在我国已具有上千年的历史，是中医的精髓，从人体脉搏信号能得到重要的生理信息，从脉搏波中提取人体生理病理信息被当作临床诊断和治疗的依据，当今社会，脉搏测试已经不再局限于传统的人工测试法或听诊器测试法。本次设计设计了一种结构简单、无损伤、便于人携带、可重复使用，我们在家里或其它一定活动区域自由行动，由于数据是可以由无线发射出来的，所以可以不需要连线，人可以在一定接收区域内活动，并且成本低廉具广泛应用价值，可以节省大量的测量时间，为预防和治疗疾病提供参考。 2 系统硬件电路的设计

本次设计硬件电路部分主要包括以下几部分：单片机，数码管显示电路，蜂鸣器电路，复位电路，晶振电路，脉搏信号采集电路，蓝牙部分。 2.1 系统框架图

(1) 采用AT89S52单片机作为控制器，分别对输入、显示、信号的处理和控制。 (2) 传感器部分采用SC0073压电传感器。

(3) 显示用数码管显示实时脉搏数和蜂鸣器报警上下限数值。 (4) 无线部分使用HC06蓝牙模块 图1 系统模块组成 2.2 单片机部分

单片机是一种常用的集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具备数据处理能力的CPU，RAM,ROM等功能集成到一小块硅片上，以此构成完善的微型计算机系统。随着单片机技术的不断发展，单片机已经在各个领域上得到了广泛的应用，可以说各个领域的发展已经渐渐离不开单片。本次设计就是以单片机为控制核心的一次小型设计，相对其它类型的单片机，我对

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AT89S52单片机接触相对较多，所以，本设计中选择AT89S52单片机作为信息处理中心。

AT89S52单片机是高性能、低功耗CMOS 8位微控制器。其片上Flash允许程序存储器在系统可编程，同样也适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使用也简单便捷，因此AT89S52单片机在众多电子类教学与设计中得到广泛应用。

图2 AT89S52实物图 2.3 数码管显示部分

人体脉搏次数都在几十到一百多，所以，根据本次设计要求，对显示部分采用以下方案：采用3个一位共阳数码管组成显示部分。数码管功耗小、使用简单方便，同时在一般的电子设计中运用较多。LED数码管的内部是由发光的二极组成的。七段LED数码管显示器有8个发光二极管，从a-g管脚输入不同的显示代码，可显示不同的数字或字符，dp为小数点。数码管有共阴极和共阳极两种，共阴数码管的公共端为发光二极管阴极，通常接地，当发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮。共阳数码管的公共端为发光二极管的阳极，通常接+5V电源，当发光二极管的阴极为低电平的时候，发光二极管被点亮。

本设计中采用的是1位一体共阳极数码，有10个引脚，1个位选端，8个段选端。数码管引脚分布图如图3所示；内部结构如图4所示。

图3 位数码管引脚分布图 图4 位共阳极数码管结构图

结合我们所学的理论知识，得知，数码管静态显示方式虽然相比动态显示比较简单，容易实现，但是其需占的I/O口线较多，这样增加了电路的复杂性，因此本次设计采用数码管的动态显示方式。数码管如果要正常显示就必须通过驱动电路来驱动各个数码管的各个段码，达到显示所需字符的目的。动态显示驱动是应用最广的方式。其原理在于将数码管的断显示的同名端连接在一起，而增加各个数码管公共端的位选通控制电路，通过轮流控制各个数码管的公共端，即使各个数码管轮流受控显示，这就是常用的动态驱动。本次设计显示电路如图5所示，图中的三极管作为数码管的为驱动管。 图5 数码管显示电路 2.4 复位电路

单片机复位是指使CPU和系统中的其他功能部件全部处在一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作，使单片机从第—个单元取指令。无论是在单片机刚上电，还是断电后或者发生其它故障后都使其复位。在复位期间，P0口为高阻态，单片机P1－P3口输出高电平；外部程序存储器读选通信号PSEN无效。地址锁存信号位ALE也为高电平。本次设计电路在最基本的复位电路下增加了按键用做手动复位，在系统通电的瞬间，电容C9上的电压会很小，复位下拉电阻上的电压已经接近电源电压，即RST处于高电平，当电容在充电的过程中，RST端的电压会逐渐下降，直到RST端的电压小于某一数值后，CPU脱离复位状态，由于电容C9值够大，能够保证RST高电平的有效时间大于24个振荡周期，CPU能够复位。增加手动按键目的是为了避免系统死机时无法可靠复位，当手动复位按键S0按下后电容C9通过电阻R222放电。在电容C9放电完成后，RST端的电位由R111与R222的分压比决定。由于R111阻值小于R222 因此RST为高电平，CPU处于复位状态，松手后，电容C3充电，RST端电位下降，CPU脱离复位状态。R111的作用是限流，即限制手动复位按键按下瞬间电容C9的放电电流过大，用以保护按键触电。系统复位电路如图6所示。

图6 复位电路 2.5 晶振电路

晶振电路的连接方式见附录B。晶振电路中晶振、电容共同构成了电容三点式振荡器，其振荡信号频率与晶振频率及电容有关，但是主要还是由晶振频率本身来决定，电容的容量范围大多在15～33pF之间，若电容容量过大，晶振起振困难。根据电路设计实际情况，本次设计中采用12MHZ的晶振做为系统的外部晶振。电容取值为33pF。 2.6 脉搏信号采集部分

传感器部分是脉搏测量仪设计中重要的组成部分，由于人体脉搏信号非常微弱，所以传感器的选择很重要，所用压力传感器必须灵敏度高，抗干扰性强。所以通过对市面上常用的几种传感器进行比较，最终决定本次设计采用SC0073B压电传感器。因此，本次设计的脉搏信号采集电路包含，前置放大部分，低通滤波部分和电压比较器。 图7 SC0073B压电传感器

2.6.1 SC0073B动态微压传感器介绍及检测原理

SC0073B动态微压传感器是采用压电薄膜作为换能材料，将动态压力信号通过薄膜变成电荷量，在经传感器内部放大电路转换成电压输出。传感器自带有放大电路，我们需设计一滤波电路来消除外部信号的干扰以及一电压比较器将SC0073传感器输出电压与阈值电压相比较，根据比较器输出高低电平的状态就可以检测病人的脉搏频率，通过测得结果分析被测者生理健康状况。

2.6.2 前置放大电路

图9是脉搏采集电路前置放大部分，脉搏信号是微弱的生物电信号，具有不稳定性，非线性和随机性的基本特征，因此前置放大电路对脉搏测量而言至关重要，同噪声环境中其它信号相比，脉搏信号很微弱，因此所选放大器要求必须具有极高的共模和差模阻抗；极高的共模抑制比；很低的输出阻抗以及精确而稳定的增益。综合对电子设计中常用的集中放大器进行分析，最后决定选择高精度，低功耗的仪表放大器AD620作为前置放大电路的核心器件。

AD620的内部结构是由OP-07S组成的三运放结构，其性能也得优越性非自制三运放IC电路可比，运用时只需在1和8脚之间

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外接一电阻RG,所以其外围电路十分简单。AD620的两个内部增益电阻为24.7欧姆，所以，增益表达式为 公式1

因此，对于电路所需的增益，其外部所接电阻阻值为： 公式2

图8 AD620AN引脚图

图9 脉搏信号的前置放大电路 2.5.3 二阶有源滤波电路

在脉搏测量时，传感器输出的脉搏信号很微弱，一般分布在0.5HZ-10HZ之间，环境中存在很多干扰信号，其频率大都在100kHZ-1MHZ之间，主要来源有基线漂移，工频干扰和人为运动肌电干扰等，这对脉搏测量产生很大的干扰，为了消除这些外界干扰因素以获得不失真的脉搏信号，在脉搏测量电路中需要加入低通滤波器，本次设计采用二阶有源滤波电路以达到更好的滤波效果，将截止频率设为5Hz最理想。本设计二阶有源滤波电路如图11所示。。 图10 LM324管脚图

图11 二阶有源滤波电路 2.6.4 波形整形电路

当被测信号为正弦波信号，在测频前应当加入放大整形电路，依照我们所学理论知识，波形整形电路由两种：

(1) 放大电路采用晶体管放大电路，其放大倍数是根据被测信号放大幅值而定，该电路的整形电路可选择门电路或555电路所构成的施密特触发器来完成，555定时器是一种多用途的中规模集成电路，电路使用灵活、方便，只需接少量的阻电容元件就可以构成单稳态、多谐震荡和施密特触发器。因而在波形的产生与变换中得到了广泛的应用。我们利用其电路特点，即具有的回差电压特性，构成施密特触发器，从而实现波形的整形。回差电压特性即是能将边沿变化缓慢的电压波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲。但是，此电路对输入信号的幅度有一定的要求，即输入正弦波幅度必须大于1/3VCC.

(2) 采用以电压比较器为核心的整形电路，这是集成运放的一类基本应用电路:对两个输入电压的幅值进行比较，结果以高电平或低电平输出，由于输入电压与参考电压的比较结果只有梁中国，即大于或小于，因此输出电压是高低电平两种状态，因而实现波形的转换。

依据两种波形整形电路各自的特点，结合本次设计的要求，我选择以电压比较器为核心的波形整形电路。本次设计采用LM393做电压比较器，LM393电压比较器具有2个独立的高精密度电压比较器，偏置电压可低至2.0mV。LM393D电压比较器目前主要应用于限幅器，简单的模数转换器，高电平数字逻辑门电路，脉冲发生器，延时发生器，宽频压控震荡器，MOS时钟计时器，多频振荡器。相比其它比较器，其主要优点是：高精度，可减少由于温漂引起的失调电压，可用单电源供电，这一点对于本次设计尤为重要，方便电路的运用，其输入共模电压范围与地电平接近，而且与逻辑电路兼容。本次波形整形电路如图12所示。

图12 波形整形电路 2.7 无线模块

无线通信在这个时代发展空前的快，从最初的电报，到后来的电话，再到如今的手机，蓝牙，wifi等等。我们如今生活在一个无线信号覆盖的空间，无线技术给人类带来的的影响无可争议。抛开宏观意义，电子设计中常用的无线通信技术有

GSM，蓝牙和wifi。由于蓝牙接触比较多，在生活中蓝牙设备随处可见，综合本次设计的宗旨—便捷性，所以本次设计选择蓝牙。

目前蓝牙正在被我们广泛使用，从PC机到手机，蓝牙和我们的生活密切相关，是我们接触最多的无线通信方式。蓝牙模块（Blue Tooth Module）又叫蓝牙内嵌模块、蓝牙模组，一般意义上的蓝牙模块主要面向产品需要增加蓝牙无线传输功能的用户，用户不需要了解详细的蓝牙技术，进行蓝牙软、硬件开发，只需提出自身产品要求的电路接口、数据格式、通讯对象即可，这样可以节省用户的技术投入成本。本次设计选择选择在电子开发中应用较多的HC06蓝牙无线模块。 2.7.1 HC-06蓝牙模块

（1） 蓝牙V2.0协议标准，采用CSR主流蓝牙芯片 （2） 蓝牙串口模块工作电压3.3V。

（3） 波特率默认为1200，2400，4800，9600,19200，38400，57600，115200 （4） 工作电流：40MA （5） 休眠电流：小于1MA

（6） 用于GPS导航系统，水电煤气抄表系统，工业现场采控系统。

（7） 可以与带蓝牙的笔记本电脑、电脑加蓝牙适配器、手机等常用设备进行无缝连接。 图13 HC06蓝牙模块实物图 3 系统软件设计

本次设计的软件系统主要有下面几个部分组成：主程序，显示程序，延时程序，键处理程序，定时程序。其中主程序主要用于系统初始化，开始脉搏测量功能。显示程序基本包括显示单片机所处理的脉冲信号次数，通过数码管显示出来。延时程序主要用以满足功能实现时短暂延时的需要。键处理程序主要用来判断按键有无按下以及按键有无按下的不同功能实现。定时程序即用以满足设计所需的相对精确的时间。

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3.1 系统各个程序模块流程图

图14 定时器1中断服务子程序流程图图15 定时器0中断服务程序流程图 图16 外部中断程序流程图 3.2 脉搏测试流程

测量时开始接上USB电源，程序进行初始化设置，显示初始脉搏时间，判断测量键有无按下，按键按下则启动定时器0,开始计时，单片机启动外部中断准备响应脉冲，开始计算所得脉冲数量，一分钟后测量时间到，测量结束，按下复位键重新开始。

图17 脉搏测试流程

软件部分是这次设计的另一核心部分，和硬件部分相辅相成，很多功能的实现以及效果没有软件部分的支持硬件部分不可能单独实现。C语言是当今编程语言中运用最多，最广的，它具备完善的模块程序结构，为软件开发提供了保障，正因为如此C语言成为当今编程语言的主流，电子类设计的成功离不开它。 4 系统仿真与调试

在本次的原理仿真当中，用正弦波信号代替实际中人体的脉搏信号，利用波形发生器产生不同频率的正弦波，通过电路变换最后转变成单片机所能识别的脉冲信号。为了测试其性能，下面将输入不同大小频率的正弦波信号。

（1）给单片机输入信号的频率大小为0.5HZ时，数码管显示数据为30，如图18所示。表示一分钟内脉搏跳动35次，蜂鸣器发出响声，黄灯亮，说明脉搏的跳动频率太低，不符合健康标准。 图18 脉搏频率小于1HZ的仿真 图19 脉搏信号为0.5HZ的仿真波形

（2）给单片机的输入信号的频率为1.5Hz时，数码管显示为94，如图20所示。表示一分钟内脉搏跳动90次，此时绿灯亮，说明心率正常，明处于健康水平。 图20 脉搏频率在1HZ-2HZ的仿真 图21 脉搏信号为1.5HZ时的仿真波形

（3）给单片机的输入信号的频率大小为3Hz时，数码管显示数值为180，如图22所示。表示一分钟内脉搏的跳动次数为192次，超出正常人的健康范围，此时红灯发亮，蜂鸣器发出响声，表明脉搏不正常，人体的健康状况不符合正常标。 图22 脉搏频率为3HZ的仿真

图23 脉搏信号为3HZ时的仿真波形

上述仿真图中，蓝色波形为模拟脉搏信号的输入波形，经过前置放大器AD620AN放大后得到放大后的波形如图黄色波形所示，放大波形经过二阶有源滤波电路后得到如图所示的红色波形，最后经电压比较器变换后输出单片机所能识别，也就是设计所需的矩形脉冲。

5 脉搏仪的使用方法及测量时存在的干扰 5.1 脉搏测量仪使用方法

测量仪通电后，数码管全部显示0。将sc0073固定在手腕上，以稍微有压迫感为宜，按下测试键，让你直观的看到自己脉搏跳动的速度，单片机立刻开始计数，同时数码管显示出你的心率，非常方便。如果偶尔出现不稳的情况，请按复位键对系统进行复位。

和施密特触发器。因而在波形的产生与变换

8.得到了广泛的应用。我们利用其电路特点，即具有的回差电压特性，构成施密特触发器，从而实现波形的整形。回差电

压特性即是能将边沿变化缓慢的电压波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲。

9.集成运放的一类基本应用电路:对两个输入电压的幅值进行比较，结果以高电平或低电平输出，由于输入电压与参考电

压的比较

10.输入共模电压范围与地电平接近，而且与逻辑电路兼容。本次波形整形电路如图12所示。

图12

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5.2 测量时所存在的干扰

由于设计的不完善性，进行脉搏测量时会存在一些外界因素的干扰，从而影响测量的精确度，因此造成测量误差变大。首先需要解决硬件本身所带了的干扰。压电传感器测量人体脉搏的过程中，由于传感器灵敏度的问题，传感器所能检测到的脉搏信号十分微弱，特别容易受到外界环境因素的干扰，其主要体现在两方面，即工频干扰和人为运动肌电干扰

工频干扰在硬件电路中最为常见。通过转换所能得到的的包含脉搏信息的电信号本身就比较微弱，由于脉搏信号的变化很缓慢，工频信号所造成的干扰更大，造成测量中的误差。因此想要提高脉搏测量的精确度，就必须对工频信号进行抑制。低通滤波器是常用的滤除此类干扰的方法，人体脉搏信号的频率范围通常在0.3－30Hz之间，而工频信号为50Hz，在低通滤波器能够对工频干扰达到有效的抑制。本次设计电路中的二阶滤波电路就能达到对工频干扰的抑制。

再次，脉搏测量过程当中，人不免会动，这样会使得传感器移动而造成脉搏测量的误差，这称作运动误差，本次设计通过改善穿戴式传感器的机械抗运动性，比如说使传感器更紧的靠近手腕，不易松动。 结束语

随着经济的飞速发展，电子产品与我们的生活越来越密切，电子技术的发展使得我们的生活更加便捷。脉搏测量仪的设计方案很多，本次的毕业设计思路是经过各种方案的对比，进行了认真的思考与分析，考虑到在实际中的应用问题，因此选择了一种相对比较合理的设计方案。本次设计，以AT89S52单片机为控制核心，致力于设计一款简单，实用，智能化的脉搏测量仪，结合当今适用最多的手机和PC机为人们掌握自身健康信息提供便利，测量时利用压电传感器对脉搏信号进行采集，获取相对准确的脉搏信号之后，经过各种各样的电路模块处理而最终获得单片机所能识别的方波信号，再经单片机处理。此设计的设计成本低，获取脉搏信号的方法也较为简单，容易进行操作使用，其响应速度和精度相对较好。由于脉搏测量的极为特殊性，容易受到外部信号的干扰，造成脉搏信号难以采集和获取或者影响脉搏的采集精确度。在此次的硬件电路设计中，考虑到脉搏信号的特殊性，使用了比较多的常用的电路模块对脉搏信号进行了一系列的处理，最终变为数字信号通过单片机作为控制实现一系列的功能。在众多的模块电路处理过程中可以看出，脉搏信号的处理过程是比较复杂的，在各个模块的设计中，我们都应该小心仔细，确保每一部分电路的正确性。因为即使个别电路模块中极小的一个错误，都可能直接造成脉搏测量的彻底失败，使最终所得到的结果无效。我们只有保证了各个部分的电路模块的正确性，才能使在进行脉搏测量时，整个系统正常工作。 脉搏跳动具备非常丰富的生理信息，是反映被测量者身体健康状况的重要窗口，众多的专家教授和医学界的研究学者对用脉搏信息反映病人身体状况的研究与应用极其重视，也是当今医学领域的热门话题，引起了很多人的关注。

本次的脉搏测量仪是根据理论与实际相结合，在丰富理论的指导之下，结合实际中的制作应用，再考虑到在制作过程中的花费成本、精确性和稳定度、测量效果等等，综合选择一种合理恰当的设计方案。为了给被测者或者是测量医生以方便，在单片机的控制模块方面，除了用数码管对所测试数进行显示之外，还增加了报警电路模块，并且用三种不同颜色的LED灯作为显示区别，这样除了能读出自己的脉搏跳动频率之外，还能引起被测量者的注意。 原则上，本次设计的原理经过验证是可行的。 实物失败的可能原因总结： （1） 传感器选择上。

本次设计选用SC0073B压电传感器，传感器选择之前我在互联网上查阅了几种传感器的资料，经过筛选，最后选择了SC0073B压电传感器。据资料显示，此种传感器，灵敏度高，抗压好。经过最后验证，此种传感器实际运用上输出信号太过微弱，这是原因之一。

（2） 传感器受到了损伤

由于在使用传感器时的不当，使得传感器敏感部位收到了电烙铁高温损伤， 使得传感器所能输出的信号太过微弱，造成检测不成功。 （3） 放大器的选择不当

本次设计采用AD620仪表放大器，这个放大器输出阻抗低，增益精确而稳定，但是实际运中增益不明显。或是元器件参数问题，或是芯片本身所存在的问题。

电子设计不仅有趣，而且奇妙，在设计过程中能得到很多不一样的感受。

通信行业对实践动手能力有一定要求，毕业设计就是对实践能力的一次最大的证明。虽然这次设计的实物制作没达到最初的要求，但是我再设计过程的收获非常大，四年来所学的理论知识也得到了运用。我感受到了电子行业的巨大前景，虽然失败了，但我对我的未来很期待。 参考文献

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Changchun Institute of Optics and Fine Mechanics, 1999(in Chinese) [2] 卢超.PVDF型脉搏传感器信号处理电路的设计[J].齐齐哈尔大学学报

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自然科学版，2009.

Lu Chao.The design of PVDF type pulse sensor signal processing

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[20] Lusis A .J. Atherosclerosis[J].Nature, 2000, 407: 233-241 致谢

大学四年时光是短暂，四年前的我们带着一个梦，带着对未来的憧憬来到大学，四年里，我们在这里挥洒过汗水，留下过眼泪。我们也曾为心中的那个最初的梦努力，直到现在，或是已经放弃，或是还在挣扎。大学四年转瞬即逝，快门按下的瞬间，我们的笑容定格在那一刻。四年的时光也在那一刻画下句号，四年的记忆也被我们永久的刻在脑海里，埋在心灵的最深处。 在本次设计中，首先感谢肖冬瑞老师给了我很多指导，从选题到方案确定再到实物，从他那里我学到了很多，四年来所学的专业知识也得到了发挥，感谢肖冬瑞老师对我悉心的指导，感谢老师给我的帮助。在设计过程中，我自己学到了不少知识，经历了不少艰辛，收获巨大。同时我懂得了许多东西，培养了我独立处理问题的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦，对未来不再迷茫，有了信心，同时对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力。设计过程中所学到的是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。

同时感谢我的同学四年来在生活上，学习上对我的帮助，都说大学同学的感情最深。我们都即将步入社会，对于这一切我们都还很青涩。让我们一起努力，未来是我们的。 最后祝所有的老师，同学工作愉快，生活美满！

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